[发明专利]一种构型可变的气动自适应机械手

说明书

本发明公开了一种构型可变的气动自适应机械手，所述机械手包括壳体、电磁阀、线性气缸组件和抓取机构，壳体包括上盖板、下盖板、前盖板、后盖板、左盖板、右盖板，从六个面将抓取机构组合包围起来，线性气缸组件是由两个线性气缸组成，本发明采用一个电磁阀控制两个气缸的同步运动，通过一种新型单连杆差动机构实现四个手指的协调运动，能自动适应一定范围的零件形状和位置变化，同时可保证抓取后零件相对机械手的位姿不变，该机械手具有结构简单、高自适应性及低成本等优点。

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体涉及一种构型可变的气动自适应机械手。

背景技术

随着制造业的高速发展，自动化抓取装置的高效性和低成本成为众多企业追求的目标。如何在满足个性化和定制化的前提下，更好地适用多品种、少批量的生产模式，并能实现高效、低成本抓取的目标，其难点在于自适应机械手抓取机构的设计。自适应机械手是一种自动抓取装置，它能自适应异状零件的形状和位置误差，具有抓取通用性。在许多应用中，如3C装配、机床上下料及机器人装配等众多领域，自适应机械手的精密抓取对操作成功具有重要意义，目前已成为制约精密装配的重要难点之一。

在自动化装配任务中，除了要求机械手具有一定的自适应性之外，还需要考虑多工序的连续操作问题，即零件被抓取后需要进行指定位置的装配。例如，在自动化装配线中，经常需要对同一批异状零件进行抛光打磨处理以降低表面粗糙度，因此在将通过夹具定位的零件抓取后必须准确将其插入打磨机中的夹具内。对于这种从一个固定夹具端到另一个固定夹具端的装配作业中，零件在抓取前的位姿可通过夹具定位容易获得。如果零件被抓取后其位姿在操作中发生了相对于机械手的改变(如滑动或转动)，系统将无法得到改变后零件准确的位姿信息，装配端就会产生误差，导致装配失败。工业上常采用的解决办法是利用视觉定位系统来重新获取零件的位姿信息，然后根据新的位姿信息调整机械臂的运动以消除误差。然而，这种解决办法不但增加装配系统成本，而且降低作业速度和效率，同时系统的实时性也会变差。要解决这个问题，就需要自适应机械手具有确保抓取后零件位姿不变的特性。采用这样的机械手进行抓取装配，只需对机械臂进行简单的路径规划，便可轻松完成装配任务，即降低了硬件成本又简化了控制系统。

现有技术缺点：1)目前现有的自适应机械手虽然可很好地适应异状零件形状，但是无法保证抓取后零件相对机械手的位姿不变，因此这类机械手的应用只局限于食品、药品、农业果蔬、以及物流等对抓取和装配精度要求较低的行业；2)机械手在抓取物体后，抓取力的一致性控制需要复杂的控制算法才能得到保证，增加了机械手成本。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种构型可变的气动自适应机械手，采用一个电磁阀控制两个气缸的同步运动，通过一种新型单连杆差动机构实现四个手指的协调运动，能自动适应一定范围的零件形状和位置变化，同时可保证抓取后零件相对机械手的位姿不变，该机械手具有结构简单、高自适应性及低成本等优点，克服现有自适应机械手无法保证抓取后零件相对机械手的位姿不变，同时降低机械手抓取力均匀性控制难度等问题，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种构型可变的气动自适应机械手，所述机械手包括壳体、电磁阀、线性气缸组件和抓取机构，所述壳体包括上盖板、下盖板、前盖板、后盖板、左盖板、右盖板，从六个面将抓取机构组合包围起来，所述的线性气缸组件是由两个线性气缸组成，所述的电磁阀同时控制两个线性气缸，实现线性气缸输出端的前进和后退，驱动抓取机构运动，完成对异状零件的抓取。

优选的，所述的抓取机构包括线性气缸、第一转轴、连杆、滑块、手指、滑轨和第二转轴。

优选的，所述的线性气缸固定在机械手壳体上，线性气缸的输出端通过第一转轴与连杆的转动中心连接，连杆两端通过滑槽和第二转轴与两个滑块相连，滑块与连杆之间可实现相对滑动和转动。

优选的，所述的滑块上设置有手指，滑块安装在滑轨上，手指随滑块的移动而移动。